Kompleksowy przewodnik po obsłudze robota spawalniczego
Robot spawalniczy składa się z dwóch części: samego robota oraz wyposażenia spawalniczego. Zastosowanie robotów spawalniczych nie tylko zapewnia stabilizację i poprawę jakości spawania oraz zwiększa wydajność produkcji, ale także obniża wymagania kwalifikacyjne stawiane spawaczom, skracając w ten sposób cykl przygotowania do modernizacji produktów i ograniczając odpowiadające temu inwestycje w wyposażenie.
Wymagania stawiane robotom spawalniczym dotyczące drutu spawalniczego
Roboty mogą używać drutu spawalniczego typu bębnowego lub typu szpulowego w zależności od potrzeb. Aby zmniejszyć częstotliwość wymiany drutu, należy stosować drut spawalniczy typu bębnowego. Ze względu jednak na dużą długość przewodu doprowadzającego drut opór jest wysoki, co wymaga wyższej sztywności drutu oraz innych właściwości. W przypadku stosowania drutu o nieco niższej jakości miedziowania powłoka miedziowa na powierzchni drutu może się ścierać wskutek tarcia, co prowadzi do zmniejszenia przekroju wewnętrznego przewodu kierującego. Zwiększa to opór podczas szybkiego podawania drutu, powodując niestabilne podawanie drutu, drgania, niestabilną łukową spawalniczą oraz pogorszenie jakości spoiny. W skrajnych przypadkach może dojść do zablokowania przewodu, co spowoduje zatrzymanie robota. Dlatego przewód kierujący drutem spawalniczym należy regularnie czyścić.
Analiza i metody usuwania wad spawania w robotach spawalniczych
W spawaniu robotycznym stosuje się spawanie metodą TIG lub MIG/MAG z użyciem mieszanki gazów osłonowych wzbogaconej argonem. Typowymi wadami spawania są: niedosprawienie spoiny (niedopięcie), podcięcia oraz porowatość. Szczegółowa analiza przedstawiona jest poniżej:
(1) Niewłaściwe położenie spoiny może wynikać z nieprawidłowego położenia spawania lub problemów z pozycjonowaniem palnika spawalniczego. W takim przypadku sprawdź dokładność TCP (położenia punktu środkowego palnika spawalniczego) i odpowiednio go dostosuj. Jeśli zjawisko to występuje często, sprawdź położenie zerowe każdej osi robota i przeprowadź jego ponowną kalibrację.
(2) Podcięcie charakteryzuje się bruzdowymi wgłębieniami wzdłuż krawędzi spoiny w materiale podstawowym, często występującymi po obu stronach spoiny wykończeniowej. Główne przyczyny obejmują zbyt dużą prędkość spawania, zbyt dużą amplitudę drgań, zbyt krótki czas postoju po obu stronach lub zbyt duży prąd spawalniczy. Metody postępowania obejmują odpowiednie zmniejszenie prędkości spawania, zmniejszenie amplitudy drgań, wydłużenie czasu postoju po obu stronach oraz zastosowanie metody spawania poprzedzającego (push) z kątem nachylenia do przodu wynoszącym 5–10°. Brak zlania i niepełne przetopienie to poważne wady wewnętrzne, które zwykle powstają na skutek zbyt małego prądu spawalniczego, zbyt dużej prędkości spawania, zbyt dużego kąta ukosu, odchylenia środka palnika spawalniczego od osi szwu lub niedostatecznego oczyszczania warstw pośrednich. Aby wyeliminować te wady, należy zwiększyć prąd spawalniczy, zmniejszyć prędkość spawania oraz zwiększyć amplitudę drgań, aby zapewnić pokrycie obu stron ukosu. Należy również wzmocnić czyszczenie warstw pośrednich. Przy wielowarstwowym i wieloprzebiegowym spawaniu grubych płyt należy szczególnie zwrócić uwagę na zlanie po obu stronach ukosu oraz w strefach połączeń międzywarstwowych.
(3) Występuje porowatość. Porowatość jest głównie związana z gazem osłonowym, w tym z nieodpowiednią prędkością przepływu gazu, niewystarczającą czystością gazu, zatkaniem dyszy, przeciekiem w przewodzie gazowym oraz obecnością oleju lub rdzy na powierzchni elementu roboczego lub wilgoci na drucie spawalniczym. Aby temu zapobiec, należy zoptymalizować parametry gazu do zakresu 15–25 L/min, sprawdzić układ gazowy, oczyścić dysze oraz poprawić warunki środowiskowe, kontrolując prędkość wiatru na poziomie poniżej 2 m/s. Powierzchnię elementu roboczego należy dokładnie oczyścić przed spawaniem. Nadmierna rozpryskliwość wynika zazwyczaj z niewłaściwie dobranych parametrów spawania, zbyt dużej długości wystającej części drutu lub niskiej jakości drutu spawalniczego. Można ją zmniejszyć, dostosowując odpowiednie napięcie i natężenie prądu, kontrolując długość wystającej części drutu na poziomie 10–15 mm, stosując drut spawalniczy bez miedzi lub wysokiej jakości drut miedziowany oraz używając mieszanki Ar+CO₂.
(4) Nadmierne rozpryskiwanie może wynikać z nieodpowiedniego doboru parametrów spawania, problemów z składem gazu lub zbyt długiego wystania drutu spawalniczego. Dostosowanie mocy wyjściowej pozwala zmienić parametry spawania, dostosowanie proporcji mieszanki gazów koryguje proporcje gazów mieszanych, a regulacja względnego położenia palnika spawalniczego i przedmiotu roboczego również przynosi pomoc.
(5) Krater łukowy powstaje na końcu szwu po jego ostygnięciu. Dodanie funkcji wypełniania kratrów w programie umożliwia wypełnienie tego kratru.
Typowe usterki robotów spawalniczych i metody ich usuwania
(1) Zderzenie palnika. Może to być spowodowane odchyleniem montażu przedmiotu roboczego lub niedokładnym ustawieniem punktu TCP palnika spawalniczego. Sprawdź montaż lub skoryguj punkt TCP palnika spawalniczego.
(2) Brak łuku spawalniczego – niemożność zapłonu łuku. Może to wynikać z braku kontaktu drutu spawalniczego z przedmiotem roboczym lub zbyt niskich parametrów procesu. Ręczne podawanie drutu, dostosowanie odległości między palnikiem spawalniczym a szwem lub odpowiednia korekta parametrów procesu mogą pomóc.
(3) Alarm monitoringu gazu osłonowego. Oznacza to usterkę w zasilaniu wodą chłodzącą lub gazem osłonowym. Sprawdź przewody doprowadzające wodę chłodzącą lub gaz osłonowy.
Jak zapewnić jakość obrabianego przedmiotu
Jako robot typu teach-and-reproduce jakość i precyzja montażu obrabianego przedmiotu muszą być stałe.
Zastosowanie robotów spawalniczych wymaga ścisłej kontroli jakości przygotowania części oraz poprawy dokładności montażu. Jakość powierzchni części, wymiary skosów oraz dokładność montażu wpływają na wydajność śledzenia szwu. Następujące aspekty można wykorzystać do poprawy jakości przygotowania części i dokładności montażu szwów:
(1) Opracowanie procesów spawania specjalnie przeznaczonych do zastosowania w robotach spawalniczych, z surowymi specyfikacjami procesowymi dotyczącymi wymiarów części, skosów spawanych oraz wymiarów montażu. Ogólnie rzecz biorąc, dopuszczalne odchylenia wymiarów części i skosów powinny być kontrolowane w zakresie ±0,8 mm, a błędy wymiarów montażu – w zakresie ±1,5 mm. Dzięki temu można znacznie zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia wad spawania, takich jak porowatość i podcięcia.
(2) Zastosowanie precyzyjnych przyrządów montażowych w celu poprawy dokładności montażu elementów spawanych.
(3) Szwy spawane należy dokładnie oczyścić z oleju, rdzy, żużlu spawalniczego, żużlu cięcia oraz innych zanieczyszczeń. Dopuszczalne jest stosowanie podkładki nadającej się do spawania. W przeciwnym razie obniży się skuteczność zapłonu łuku. Spawanie próbne powinno zostać zmienione ze spawania elektrodowego na spawanie metodą osłoniętą gazem. Jednocześnie obszar spawania próbnego należy przeszlifować, aby uniknąć pozostałości żużlu lub porowatości po spawaniu próbnym, co zapobiegnie niestabilności łuku oraz nawet rozpryskom.
Podsumowanie technik programowania
(1) Wybierz rozsądną kolejność spawania. Kolejność spawania powinna być określona w taki sposób, aby zminimalizować odkształcenia spawalnicze oraz długość trasy przemieszczania się palnika spawalniczego.
(2) Przestrzenna przejście palnika spawalniczego wymaga krótkiej, płynnej i bezpiecznej trajektorii ruchu.
(3) Zoptymalizuj parametry spawania. Aby uzyskać optymalne parametry spawania, przygotuj elementy do prób spawalniczych oraz oceny procesu.
(4) Rozsądne ustawienie pozycjonera, postawa palnika spawalniczego oraz położenie palnika spawalniczego względem złącza. Po zamocowaniu przedmiotu roboczego na pozycjonerze, jeśli szew spawalniczy nie znajduje się w idealnej pozycji i pod odpowiednim kątem, pozycjoner należy ciągle dostosowywać w trakcie programowania, aby zapewnić kolejowe osiągnięcie przez szew spawalniczy poziomego położenia. Jednocześnie należy ciągle dostosowywać położenia poszczególnych osi robota, aby rozsądnie określić położenie, kąt oraz długość wystającej części drutu spawalniczego palnika względem złącza. Po ustaleniu położenia przedmiotu roboczego określenie położenia palnika spawalniczego względem złącza jest trudne do wykonania wizualnie przez programistę. Wymaga to od programistów umiejętności podsumowywania i gromadzenia doświadczenia.
(5) Wstaw program czyszczenia palnika w odpowiednim czasie. Po napisaniu programu spawania określonej długości należy niezwłocznie wstawić program czyszczenia palnika. Zapobiega to zatykaniu się dyszy spawalniczej i końcówki stykowej iskrami spawalniczymi, zapewnia czystość palnika, wydłuża żywotność dyszy, gwarantuje niezawodne zapłon łuku oraz zmniejsza ilość iskier spawalniczych.
(6) Programowanie zazwyczaj nie powinno być wykonywane w jednym etapie. Wymaga ono ciągłego testowania i modyfikowania podczas spawania robotem, dostosowywania parametrów spawania oraz położenia palnika itp., aby stworzyć dobry program.
Koszty eksploatacji i analiza zarządzania
Oleje do nauki o podobnej wydajności i skuteczności można zastąpić taniej. Wzmocnienie konserwacji w trakcie procesu spawania wydłuża żywotność części zużywalnych, takich jak dysze i końcówki stykowe. Ponadto profilaktyczna konserwacja systemu robota skutecznie wydłuża żywotność jego komponentów.
Wysoko wykwalifikowani menedżerowie, technicy i operatorzy są niezbędni do osiągnięcia maksymalnej wydajności robotów. Sukces działania robota spawalniczego w firmie zależy w dużej mierze od jej pracowników; dlatego stabilny zespół pracowników jest kluczowy.
